JP5590975B2 - Casting tool, casting tool production method and precision casting method - Google Patents
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Description
本発明は、鋳造用具、鋳造用具の生産方法及び精密鋳造方法に関するものである。 The present invention relates to a casting tool, a casting tool production method, and a precision casting method.
一般に、ロストワックス法等の精密鋳造法は、機械加工の困難な材質及び複雑な形状の部品を高い寸法精度で製造することが可能である。
例えば、比強度、耐熱性及び耐食性に優れたTiAl基合金は、航空機エンジンの各種部品やタービン翼等の材質として好適であるが、一般の金属や合金に比べて硬くて脆いために機械加工が困難である。このようなTiAl基合金の加工に、上述した精密鋳造法が広く用いられている。
In general, a precision casting method such as the lost wax method can manufacture parts having difficult shapes and complicated shapes with high dimensional accuracy.
For example, a TiAl-based alloy excellent in specific strength, heat resistance, and corrosion resistance is suitable as a material for various parts of aircraft engines and turbine blades. However, it is harder and more brittle than ordinary metals and alloys, so it can be machined. Have difficulty. The precision casting method described above is widely used for processing such TiAl-based alloys.
このような精密鋳造法においては、鋳造用具をセラミックスで形成するのが通常であり、アルミナ、ジルコンで形成した鋳型やアルミナ、ジルコニアで形成した坩堝が多く用いられている(例えば、下記特許文献1)。
In such a precision casting method, the casting tool is usually formed of ceramics, and a mold formed of alumina or zircon or a crucible formed of alumina or zirconia is often used (for example,
しかしながら、TiAl基合金は、非常に活性で酸素に対する親和性が高いために、従来の技術においては、セラミックスに含まれる酸素とTiAl基合金とが反応(酸化)してしまって(換言すれば、TiAl基合金がセラミックスに含まれる酸素を奪ってしまって)、鋳造品の表面および内部が酸化物へ変質してしまう、あるいは、TiAl基合金中の酸素濃度が高くなってしまうという問題がある。 However, since the TiAl base alloy is very active and has a high affinity for oxygen, in the prior art, oxygen contained in the ceramic and the TiAl base alloy react (oxidize) (in other words, If the TiAl-based alloy takes away oxygen contained in the ceramic), there is a problem that the surface and the inside of the casting are transformed into oxides, or the oxygen concentration in the TiAl-based alloy becomes high.
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、TiAl基合金で精密鋳造をした場合に鋳造品の表面および内部が酸化物へ変質することを抑止すると共に、TiAl基合金中の酸素濃度が高くなることを抑止することを課題とする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances. When precision casting is performed with a TiAl-based alloy, the surface and the inside of the cast product are prevented from being transformed into oxides. The object is to prevent the oxygen concentration from increasing.
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明に係る鋳造用具は、TiAl基合金の精密鋳造に用いられる鋳造用具であって、前記TiAl基合金の溶湯を貯留可能な内部空間を画定する隔壁を備え、前記隔壁は、セラミックスで形成された基層と、前記セラミックスよりも酸素との結合が強い金属酸化物で形成され、前記内部空間側において前記基層を被膜する被膜層と、を有し、前記基層は、99%以上のジルコニアで形成されている。
この構成によれば、セラミックスよりも酸素との結合が強い金属酸化物で形成され、内部空間側において基層を被膜する被膜層を有するので、TiAl基合金の溶湯に対して被膜層が接触することとなる。この被膜層は、セラミックスよりも酸素との結合が強い金属酸化物で形成されているので、セラミックスで形成された基層に比べて、TiAl基合金の溶湯が反応し難くなって鋳造品の表面および内部が酸化物へ変質することを抑止すると共に、TiAl基合金の酸素濃度が高くなることを防止することができる。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following means.
That is, the casting tool according to the present invention is a casting tool used for precision casting of a TiAl-based alloy, and includes a partition that defines an internal space in which the molten TiAl-based alloy can be stored, and the partition is made of ceramics. and formed base, coupled with oxygen than the ceramic is formed of a strong metal oxides, have a, and a coating layer for coating the base layer in the inner space side, the base layer is 99% or more of zirconia It is formed with .
According to this configuration, the coating layer is formed of a metal oxide having a stronger bond with oxygen than ceramics and has a coating layer that coats the base layer on the inner space side, so that the coating layer is in contact with the molten TiAl-based alloy. It becomes. Since this coating layer is formed of a metal oxide having a stronger bond with oxygen than ceramics, the TiAl-based alloy melt is less likely to react as compared with the base layer formed of ceramics, and the surface of the cast product and It is possible to prevent the inside from being transformed into an oxide and to prevent the oxygen concentration of the TiAl-based alloy from becoming high.
さらに、TiAl基合金の溶湯の温度を上昇させるとTiAl基合金が更に活性になるが、被膜層を有することでTiAl基合金の溶湯が反応し難くなるので、溶湯を高温に設定して湯周り性を向上させることができる。
また、隔壁全部を金属酸化物で形成する構成も考えられるが、鋳造用具用製造型にスラリを流し込んで固化させようとすると固化が完了するまでに金属酸化物が沈殿してしまうので、鋳造用具の製作が困難となる。しかしながら、本発明に係る鋳造用具は、セラミックスの基層を金属酸化物で被覆する構成であるので、隔壁全部を金属酸化物で形成する場合に比べて鋳造用具の製作を容易にすることができる。
Furthermore, when the temperature of the molten TiAl-based alloy is raised, the TiAl-based alloy becomes more active, but the coating layer makes it difficult for the molten TiAl-based alloy to react. Can be improved.
In addition, a configuration in which the entire partition wall is formed of a metal oxide is also conceivable, but if a slurry is poured into a casting tool manufacturing mold and solidified, the metal oxide precipitates until the solidification is completed. It becomes difficult to produce. However, since the casting tool according to the present invention has a structure in which the ceramic base layer is coated with the metal oxide, the casting tool can be easily manufactured as compared with the case where the entire partition walls are formed with the metal oxide.
また、前記金属酸化物は、酸化イットリウム、酸化イッテルビウム及び酸化エルビウムのうちいずれか一つであることを特徴とする。
この構成によれば、金属酸化物が酸化イットリウム、酸化イッテルビウム及び酸化エルビウムのうちいずれか一つであるので、酸素との結合がより強い金属酸化物で被膜層を形成することができる。これにより、TiAl基合金の溶湯が更に反応し難くなってTiAl基合金の酸素濃度が高くなることを十分に防止することができる。
The metal oxide may be any one of yttrium oxide, ytterbium oxide, and erbium oxide.
According to this configuration, since the metal oxide is any one of yttrium oxide, ytterbium oxide, and erbium oxide, the coating layer can be formed of a metal oxide having a stronger bond with oxygen. As a result, it is possible to sufficiently prevent the molten TiAl-based alloy from further reacting and increasing the oxygen concentration of the TiAl-based alloy.
また、前記被膜層は、厚さが0.08mm以上0.48mm以下であることを特徴とする。
この構成によれば、被膜層の厚さが0.08mm以上かつ0.48mm未満であるので、後述するように、内部空間に溶湯を貯留した場合において被膜層が剥離するまでの耐久時間を長くすることができる。
The coating layer has a thickness of 0.08 mm or more and 0.48 mm or less.
According to this configuration, since the thickness of the coating layer is 0.08 mm or more and less than 0.48 mm, as described later, when the molten metal is stored in the internal space, the durability time until the coating layer is peeled off is lengthened. can do.
この構成によれば、基層がジルコニアであるので、被膜層が基層から不測に剥離した場合であっても、ジルコニアとTiAl基合金の溶湯とが接触することとなる。これにより、他のセラミックスと比べて比較的に酸素との結合が強いジルコニアが、TiAl基合金の溶湯と接触するので、TiAl基合金と基層とが反応し難くなって鋳造品の表面および内部が酸化物へ変質することを抑止すると共に、TiAl基合金の酸素濃度が高くなることを抑止することができる。
According to the configuration of this, since the base layer is a zirconia coating layer even when the peeled accidentally from the base layer, so that the contact between the molten metal of zirconia and TiAl based alloy. As a result, zirconia, which has a relatively strong bond with oxygen compared to other ceramics, comes into contact with the molten TiAl-based alloy, so that the TiAl-based alloy and the base layer hardly react with each other, and the surface and inside of the cast product are It is possible to suppress the transformation to an oxide and to suppress an increase in the oxygen concentration of the TiAl-based alloy.
また、本発明に係る鋳造用具の生産方法は、上記のうちいずれかに記載の鋳造用具の生産方法であって、前記金属酸化物の粉体と溶媒とを混合してスラリを製造するスラリ製造工程と、前記基層のうち前記内部空間側に前記スラリを噴霧するスラリ噴霧工程とを有することを特徴とする。
この構成によれば、スラリ製造工程とスラリ噴霧工程とを有するので、被膜層を容易に均一的かつ十分な薄さに形成することができる。
A casting tool production method according to the present invention is a casting tool production method according to any one of the above, wherein the slurry is produced by mixing the metal oxide powder and a solvent. And a slurry spraying step of spraying the slurry on the inner space side of the base layer.
According to this configuration, since the slurry manufacturing step and the slurry spraying step are included, the coating layer can be easily formed uniformly and sufficiently thin.
また、前記粉体は、粒径が0.5μm以上3μm以下であることを特徴とする。
この構成によれば、粉体の粒径が0.5μm以上であるので、スラリが乾燥する際の凝集を緩和し、かつ、被膜層が柔らかくなることを抑止すると共に、TiAl基合金の溶湯に接触した際の焼結による収縮を緩和して被膜層の剥離を抑止することができる。また、粉体の粒径が3μm以下であるので、基層に対する被膜層の良好な付着性を確保することができる。
The powder has a particle size of 0.5 μm or more and 3 μm or less.
According to this configuration, since the particle diameter of the powder is 0.5 μm or more, the agglomeration during the drying of the slurry is alleviated and the coating layer is prevented from being softened, and the molten TiAl-based alloy is used. Shrinkage due to sintering at the time of contact can be alleviated and peeling of the coating layer can be suppressed. Moreover, since the particle size of the powder is 3 μm or less, good adhesion of the coating layer to the base layer can be ensured.
また、前記溶媒は、水を含まない非水系溶剤であることを特徴とする。
この構成によれば、溶媒が水を含まない非水系溶剤であるので、水を含む溶媒と比べて、金属酸化物の凝集を抑止することができる。すなわち、一般に金属酸化物は水と反応して直ぐに凝集してしまうために、溶媒が水を含むとスラリ製造工程において凝集が進行してしまってスラリ噴霧工程の作業性を悪化させる恐れがある。しかしながら、溶媒に水を含まない非水系溶剤を用いることで凝集が防止されるので、スラリ噴霧工程の作業性を良好なものにすることができる。
The solvent is a non-aqueous solvent that does not contain water.
According to this configuration, since the solvent is a non-aqueous solvent that does not contain water, aggregation of metal oxides can be suppressed as compared with a solvent containing water. That is, metal oxide generally reacts with water and agglomerates immediately. Therefore, if the solvent contains water, the agglomeration proceeds in the slurry production process, which may deteriorate the workability of the slurry spraying process. However, agglomeration is prevented by using a non-aqueous solvent that does not contain water as the solvent, so that the workability of the slurry spraying process can be improved.
また、前記スラリは、アルコール系の分散剤が添加されていることを特徴とする。
この構成によれば、スラリにアルコール系の分散剤が添加されているので、金属酸化物の粉体の分散を図ることができると共に、速乾性があるためにスラリ噴霧工程後の作業性を向上させることができる。
The slurry is characterized in that an alcoholic dispersant is added.
According to this configuration, since the alcohol-based dispersant is added to the slurry, it is possible to disperse the metal oxide powder and to improve the workability after the slurry spraying process due to the quick drying property. Can be made.
また、本発明に係る精密鋳造方法は、上記のうちいずれかに記載の鋳造用具を用いることを特徴とする。
この構成によれば、上記のうちいずれかの鋳造用具を用いるので、活性で酸素との親和性が高いTiAl基合金を用いて精密鋳造をした場合に鋳造品の表面および内部が酸化物へ変質することを抑止すると共に、TiAl基合金中の酸素濃度が高くなることを抑止して、所望の品質の鋳造品を得ることができる。
In addition, the precision casting method according to the present invention is characterized by using any of the above-described casting tools.
According to this configuration, since any one of the above casting tools is used, the surface and the inside of the cast product are transformed into oxides when precision casting is performed using a TiAl-based alloy that is active and has a high affinity for oxygen. It is possible to obtain a cast product having a desired quality by inhibiting the oxygen concentration in the TiAl-based alloy from being increased.
本発明に係る鋳造用具によれば、TiAl基合金で精密鋳造をした場合に鋳造品の表面および内部が酸化物へ変質することを抑止すると共に、TiAl基合金中の酸素濃度が高くなることを抑止することができる。
また、本発明に係る鋳造用具の生産方法によれば、被膜層を均一的かつ十分な薄さに容易にすることができる。
また、本発明に係る精密鋳造方法によれば、所望の品質の鋳造品を得ることができる。
According to the casting tool according to the present invention, when precision casting is performed with a TiAl base alloy, the surface and the inside of the cast product are prevented from being transformed into oxides, and the oxygen concentration in the TiAl base alloy is increased. Can be deterred.
Moreover, according to the casting tool production method of the present invention, the coating layer can be easily made uniform and sufficiently thin.
Further, according to the precision casting method of the present invention, a cast product having a desired quality can be obtained.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
(鋳造用具)
図1は本発明の実施形態に係る坩堝(鋳造用具)1の概略構成斜視図である。
図1に示すように、坩堝1は、有底円筒状に形成されており、TiAl基合金の溶湯を貯留可能な内部空間2が隔壁3によって画定されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Casting tool)
FIG. 1 is a schematic perspective view of a crucible (casting tool) 1 according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the
図2は本発明の実施形態に係る鋳型(鋳造用具)10の要部断面図である。
鋳型10は、直方体状に形成されており、TiAl基合金の溶湯を貯留可能である内部空間12が隔壁3によって画定されている。なお、内部空間12は、タービン翼の形状に対応して形成された形状の鋳造スペースを複数有している。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of a mold (casting tool) 10 according to the embodiment of the present invention.
The
図3は図1におけるI−I線断面図(図2における要部IIの拡大図)である。
隔壁3は、図3に示すように、セラミックスCで形成された基層3aと、金属酸化物Oで形成され、内部空間2(12)側において基層3aを被膜する被膜層3bとを有している。
被膜層3bは、その厚さdが0.08mm以上かつ0.48mm以下に形成されている。
3 is a cross-sectional view taken along a line II in FIG. 1 (an enlarged view of a main part II in FIG. 2).
As shown in FIG. 3, the
The
基層3aを形成するセラミックスCは、例えば、アルミナ(Al2O3)やジルコニア(ZrO2)を用いることができる。
また、被膜層3bを形成する金属酸化物Oは、例えば、酸化イットリウム(Y2O3)、酸化イッテルビウム(Yb2O3)及び酸化エルビウム(Er2O3)のうちいずれか一つを用いることができる。
なお、坩堝1及び鋳型10の製造方法については、後に詳述する。
As the ceramic C forming the
Further, as the metal oxide O that forms the
In addition, the manufacturing method of the
ここで、セラミックスCと酸素との結合の強さ及び金属酸化物Oと酸素との結合の強さについて説明する。
TiAl基合金の溶湯の酸化メカニズムは、TiAl基合金の溶湯に含有されるTiが坩堝1のセラミックスCの酸素を奪い取る、以下の反応による。なお、以下の反応におけるMは、任意の元素を示している。
1/3M2O3+Ti→TiO+2/3M
表1は、セラミックスC及び金属酸化物Oの上記反応での各平衡定数Kpを示したものである。表1における各平衡定数Kpは、生成自由エネルギーによる平衡計算によって求めたものであり、対数表記している。
Here, the bond strength between the ceramic C and oxygen and the bond strength between the metal oxide O and oxygen will be described.
The oxidation mechanism of the molten TiAl-based alloy is based on the following reaction in which Ti contained in the molten TiAl-based alloy takes away oxygen from the ceramic C of the
1 / 3M 2 O 3 + Ti → TiO + 2 / 3M
Table 1 shows each equilibrium constant Kp in the above reaction of ceramic C and metal oxide O. Each equilibrium constant Kp in Table 1 is obtained by an equilibrium calculation based on free energy of generation, and is expressed in logarithm.
表1に示すように、セラミックスCのアルミナ(Al2O3)やジルコニア(ZrO2)に比べて、金属酸化物Oの酸化イットリウム(Y2O3)、酸化イッテルビウム(Yb2O3)及び酸化エルビウム(Er2O3)は平衡定数Kpが小さい。このため、酸化イットリウム、酸化イッテルビウム及び酸化エルビウムに対して、TiAl基合金の溶湯が反応し難いことがわかる。 As shown in Table 1, compared with alumina (Al 2 O 3 ) and zirconia (ZrO 2 ) of ceramic C, yttrium oxide (Y 2 O 3 ), ytterbium oxide (Yb 2 O 3 ) of metal oxide O and Erbium oxide (Er 2 O 3 ) has a small equilibrium constant Kp. For this reason, it turns out that the molten metal of a TiAl base alloy does not react easily with yttrium oxide, ytterbium oxide, and erbium oxide.
すなわち、上述した坩堝1及び鋳型10によれば、セラミックスCよりも酸素との結合が強い金属酸化物Oで形成され、内部空間2,12側において基層3aを被膜する被膜層3bを有するので、TiAl基合金の溶湯に対して被膜層3bが接触することとなる。この被膜層3bは、セラミックスCよりも酸素との結合が強い金属酸化物Oで形成されているので、セラミックスCで形成された基層3aに比べて、TiAl基合金の溶湯が反応し難くなってTiAl基合金の酸素濃度が高くなることを防止することができる。
That is, according to the
さらに、TiAl基合金の溶湯の温度を上昇させるとTiAl基合金が更に活性になるが、被膜層3bを有することでTiAl基合金の溶湯が反応し難くなるので、溶湯を高温に設定して湯周り性を向上させることができる。
また、金属酸化物Oのスラリ20は安定性が悪いために、スラリ20を型に流し込んで相当時間放置して固化させることにより、隔壁3全部(鋳造用具全部)を金属酸化物Oで形成するのは困難であるが、
また、隔壁3全部を金属酸化物Oで形成する構成も考えられるが、鋳造用具用製造型にスラリ20を流し込んで固化させようとすると固化が完了するまでに金属酸化物Oが沈殿してしまうので、坩堝及び鋳型の製作が困難となる。これに対して、坩堝1及び鋳型10によれば、セラミックスCの基層3aを金属酸化物Oで被覆する構成であるので、隔壁3全部を金属酸化物Oで形成する場合に比べて坩堝1及び鋳型10の製作を容易にすることができる。
Further, when the temperature of the molten TiAl-based alloy is increased, the TiAl-based alloy becomes more active. However, the presence of the
Moreover, since the
In addition, a configuration in which the
また、金属酸化物Oが酸化イットリウム、酸化イッテルビウム及び酸化エルビウムのうちいずれか一つであるので、酸素との結合がより強い金属酸化物Oで被膜層3bを形成することができる。これにより、TiAl基合金の溶湯が更に反応し難くなって鋳造品の表面および内部が酸化物へ変質することを抑止すると共に、TiAl基合金の酸素濃度が高くなることを十分に防止することができる。
Moreover, since the metal oxide O is any one of yttrium oxide, ytterbium oxide, and erbium oxide, the
また、被膜層3bの厚さdが0.08mm以上かつ0.48mm以下であるので、以下の実験結果に示されるように、内部空間2,12に溶湯を貯留した場合において被膜層3bが剥離するまでの耐久時間を長くすることができる。
Further, since the thickness d of the
図4〜図6は、被膜層3bの厚さdと耐久時間tとの関係を示すグラフであって、図4が酸化イットリウム(Y2O3)、図5が酸化イッテルビウム(Yb2O3)、図6が酸化エルビウム(Er2O3)のグラフを示している。
各グラフは、被膜層3bの厚さdを0.01,0.10,0.35,0.60mmに代えた坩堝を複数用意し、TiAl基合金の溶湯(1650℃)を貯留した状態で各坩堝を炉内に放置し、その後、被膜層3bの剥離によって生じるバブリングまでの時間を耐久時間tとして測定したものである。なお、バブリングは炉が備える観察窓を介して目視で判定した。
4 to 6 are graphs showing the relationship between the thickness d of the
In each graph, a plurality of crucibles in which the thickness d of the
図4〜図6に示すように、被膜層3bの厚さdは、小さ過ぎても大き過ぎても被膜層3bの耐久時間tが短くなる。一般に、精密鋳造においては坩堝及び鋳型がTiAl基合金に接触する時間がそれぞれ30分以下となるために、被膜層3bの厚さdを0.08mm以上0.48mm以下に形成すると、坩堝及び鋳型の使用中に被膜層3bが剥離してしまうことを防止することができる。
As shown in FIGS. 4 to 6, if the thickness d of the
なお、基層3aを99%以上のジルコニアにすれば、被膜層3bが基層3aから不測に剥離した場合であっても、ジルコニアとTiAl基合金の溶湯とが接触することとなる。これにより、他のセラミックスCと比べて比較的に酸素との結合が強いジルコニアが、TiAl基合金の溶湯と接触するので(表1参照)、TiAl基合金と基層3aとが反応し難くなって鋳造品の表面および内部が酸化物へ変質することを抑止すると共に、TiAl基合金の酸素濃度が高くなることを抑止することができる。
また、高純度のジルコニアを用いることで更にTiAl基合金と基層3aとが反応することを抑制することができる。さらに、ジルコニアに5%以上の酸化イットリウム(Y2O3)、酸化イッテルビウム(Yb2O3)あるいは酸化エルビウム(Er2O3)を添加した場合も同様の効果が得られる。
If the
Further, the use of high purity zirconia can further suppress the reaction between the TiAl base alloy and the
このような坩堝1及び鋳型10を用いることにより、活性で酸素との親和性が高いTiAl基合金を用いて精密鋳造をした場合に鋳造品の表面および内部が酸化物へ変質することを抑止すると共に、TiAl基合金中の酸素濃度が高くなることを抑止して、所望の品質の鋳造品を得ることができる。
By using such a
(鋳造用具の製造方法)
続いて、本発明に係る鋳造用具の製造方法について説明する。
図7は、本発明に係る鋳造用具の製造方法を説明する図である。
本発明に係る鋳造用具の製造方法は、金属酸化物Oの粉体と溶媒とを混合してスラリ20を製造し(スラリ製造工程)、製造したスラリ20を隔壁3の基層3aのうち内部空間2,12側にスラリ20を噴霧して(スラリ噴霧工程)、坩堝1及び鋳型10を得るものである。
(Casting tool manufacturing method)
Then, the manufacturing method of the casting tool which concerns on this invention is demonstrated.
FIG. 7 is a diagram for explaining a method for producing a casting tool according to the present invention.
The method for producing a casting tool according to the present invention is to produce a
スラリ製造工程においては、金属酸化物Oの粉体として粒径が0.5μm以上3μm以下のものを用いると共に、溶媒として水を含まない非水系溶剤のものを用いている。さらに、スラリ20は、アルコール系の分散剤が添加されている。この際、溶媒に水を含まない非水系溶剤を用いているために、金属酸化物Oと溶媒とが反応することなく凝集をすることがない。
In the slurry manufacturing process, a metal oxide O powder having a particle size of 0.5 μm or more and 3 μm or less is used, and a non-aqueous solvent containing no water is used as a solvent. Further, the
スラリ噴霧工程においては、図7に示すように、スプレーガンGを用いてスラリ20を噴霧している。すなわち、基層3aのみで隔壁(3)が構成された坩堝1に対して、基層3aのうち内部空間2側にスラリ20を噴霧する。
同様に、基層3aのみで隔壁(3)が構成された鋳型10に対して、基層3aのうち内部空間12側にスラリ20を噴霧する。
In the slurry spraying process, the
Similarly, the
そして、基層3aに噴霧したスラリ20を乾燥させて坩堝1及び鋳型10を得る。
この乾燥の際、分散剤成分が速やかに揮発する。また、金属酸化物Oの粉体の粒径が0.5μm以上であるので、スラリ20が乾燥する際の凝集が緩和され、かつ、被膜層3bが適度な硬さに維持される。
また、粉体の粒径が3μm以下となっているために、基層3aに対して被膜層3bが良好に付着する。
And the
During this drying, the dispersant component volatilizes quickly. Further, since the particle diameter of the metal oxide O powder is 0.5 μm or more, aggregation when the
Further, since the particle size of the powder is 3 μm or less, the
すなわち、上述した鋳造用具の製造方法によれば、スラリ製造工程と、スラリ噴霧工程とを有するので、被膜層3bを均一的かつ十分な薄さに容易にすることができる。
この際、スラリ20にアルコール系の分散剤が添加されているので、スラリ20における金属酸化物Oの粉体の分散が良好に維持された状態で、スラリ20を噴霧することができる。
That is, according to the manufacturing method of the casting tool mentioned above, since it has a slurry manufacturing process and a slurry spraying process, the
At this time, since the alcohol-based dispersant is added to the
また、粉体の粒径が0.5μm以上であるので、スラリ20が乾燥する際の凝集を緩和し、かつ、被膜層3bが柔らかくなることを抑止すると共に、溶湯に接触した際の焼結による収縮を緩和して被膜層3bの剥離を抑止することができる。また、粉体の粒径が3μm以下であるので、基層3aに対する良好な付着性を確保することができる。
Further, since the particle diameter of the powder is 0.5 μm or more, the aggregation when the
また、溶媒が水を含まない非水系溶剤であるので、溶媒が水を含まない非水系溶剤であるので、水を含む溶媒と比べて、金属酸化物Oの凝集を抑止することができる。すなわち、一般に金属酸化物Oは水と反応して直ぐに凝集してしまうために、溶媒が水を含むとスラリ製造工程において凝集が進行してしまってスラリ噴霧工程の作業性を悪化させる恐れがあるが、溶媒に水を含まない非水系溶剤を用いることで凝集を抑止するので、スラリ噴霧工程の作業性を良好なものにすることができる。 In addition, since the solvent is a non-aqueous solvent that does not contain water, the solvent is a non-aqueous solvent that does not contain water, and thus aggregation of the metal oxide O can be suppressed compared to a solvent containing water. That is, since the metal oxide O generally reacts with water and aggregates immediately, if the solvent contains water, the aggregation may progress in the slurry manufacturing process, which may deteriorate the workability of the slurry spraying process. However, since the aggregation is suppressed by using a non-aqueous solvent that does not contain water as the solvent, the workability of the slurry spraying process can be improved.
また、スラリ20にアルコール系の分散剤が添加されているので、スラリ20にアルコール系の分散剤が添加されているので、金属酸化物Oの粉体の分散を図ることができると共に、速乾性があるためにスラリ噴霧工程後の作業性を向上させることができる。
Further, since the alcohol-based dispersant is added to the
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
例えば、上述した実施形態においては、鋳型10の内部空間12がタービン翼の鋳造スペースを有する構成としたが、他の部品であってもよい。
また、坩堝1と鋳型10とは必ずしもセットで用いる必要はなく、単独で用いてもよい。
Note that the operation procedure shown in the above-described embodiment, various shapes and combinations of the constituent members, and the like are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the
The
1…坩堝
2,12…内部空間
3…隔壁
3a…基層
3b…被覆層
3b…被膜層
10…鋳型
20…スラリ
C…セラミックス
G…スプレーガン
O…金属酸化物
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記TiAl基合金の溶湯を貯留可能な内部空間を画定する隔壁を備え、
前記隔壁は、セラミックスで形成された基層と、
前記セラミックスよりも酸素との結合が強い金属酸化物で形成され、前記内部空間側において前記基層を被膜する被膜層と、
を有し、
前記基層は、99%以上のジルコニアで形成されていることを特徴とする鋳造用具。 A casting tool used for precision casting of a TiAl-based alloy,
A partition wall defining an internal space capable of storing the molten TiAl-based alloy;
The partition includes a base layer formed of ceramics,
A coating layer that is formed of a metal oxide having a stronger bond with oxygen than the ceramic, and coats the base layer on the inner space side;
I have a,
The said base layer is formed of 99% or more of zirconia, The casting tool characterized by the above-mentioned .
前記金属酸化物の粉体と溶媒とを混合してスラリを製造するスラリ製造工程と、
前記基層のうち前記内部空間側に前記スラリを噴霧するスラリ噴霧工程とを有することを特徴とする鋳造用具の生産方法。 A method for producing a casting tool according to any one of claims 1 to 3 ,
A slurry production step of producing a slurry by mixing the metal oxide powder and a solvent;
And a slurry spraying step of spraying the slurry on the inner space side of the base layer.
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